功率半导体器件和方法技术

功率半导体器件包括用于控制负载电流的控制单元，控制单元在一侧上电连接到功率半导体器件的第一负载端子结构并在另一侧上电连接到功率半导体器件的漂移区，漂移区包括第一导电类型的掺杂剂。控制单元包括：‑台面，其沿着竖直方向延伸并且包括：接触区，其具有第一导电类型的掺杂剂或与第一导电类型互补的第二导电类型的掺杂剂，并且电连接到第一负载端子结构；以及沟道区，其耦合到漂移区；‑控制电极，其被配置用于在沟道区中引起传导沟道；以及‑接触插塞，其包括掺杂半导体材料，接触插塞被布置成与接触区接触，其中，通过接触插塞建立接触区与第一负载端子结构之间的电连接，并且其中接触插塞的一部分突出超过台面的横向边界。

【技术实现步骤摘要】
功率半导体器件和方法
本说明书涉及功率半导体器件的实施例和处理功率半导体器件的方法的实施例。具体讲，本说明书涉及包括控制单元（controlcell）的功率半导体器件的方面，该控制单元被配置为在半导体台面中引起（induce）传导沟道（conductionchannel）。
技术介绍
现代设备在汽车、消费者和工业应用中的许多功能（例如转换电能和驱动电动机或电机）依赖于功率半导体器件。例如，仅举几个例子，绝缘栅双极晶体管（IGBT）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和二极管已经用于各种应用，包括但不限于功率转换器和电源中的开关。功率半导体器件通常包括半导体本体，该半导体本体被配置为沿着器件的两个负载端子之间的负载电流路径传导负载电流。此外，在诸如晶体管的可控功率半导体器件的情况下，负载电流路径可以通过通常被称为栅电极的绝缘控制电极来进行控制。例如，在从例如驱动器单元接收到对应的控制信号时，控制电极可以通过在半导体台面的沟道区中引起或切断传导沟道来将功率半导体器件设置在正向导通状态和正向阻断状态中的一个。台面可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率半导体器件（1），包括用于控制负载电流的控制单元（141、142），所述控制单元（141、142）在一侧上电连接到所述功率半导体器件（1）的第一负载端子结构（11）并且在另一侧上电连接到所述功率半导体器件（1）的漂移区（100），所述漂移区（100）包括第一导电类型的掺杂剂，其中所述控制单元（141、142）包括：/n-台面（101、102），其沿着竖直方向（Z）延伸并且包括：接触区（1011、1021），其具有第一导电类型的掺杂剂或与第一导电类型互补的第二导电类型的掺杂剂，并且电连接到所述第一负载端子结构（11）；以及沟道区（1012、1022），其耦合到所述漂移区（100）；/...

【技术特征摘要】
20190614 DE 102019116218.11.一种功率半导体器件（1），包括用于控制负载电流的控制单元（141、142），所述控制单元（141、142）在一侧上电连接到所述功率半导体器件（1）的第一负载端子结构（11）并且在另一侧上电连接到所述功率半导体器件（1）的漂移区（100），所述漂移区（100）包括第一导电类型的掺杂剂，其中所述控制单元（141、142）包括：
-台面（101、102），其沿着竖直方向（Z）延伸并且包括：接触区（1011、1021），其具有第一导电类型的掺杂剂或与第一导电类型互补的第二导电类型的掺杂剂，并且电连接到所述第一负载端子结构（11）；以及沟道区（1012、1022），其耦合到所述漂移区（100）；
-控制电极（131），其被配置用于在所述沟道区（1012、1022）中引起传导沟道；以及
-接触插塞（107），其包括掺杂的半导体材料，所述接触插塞（107）被布置成与所述接触区（1011、1021）接触，
其中，通过所述接触插塞（107）建立所述接触区（1011、1021）与所述第一负载端子结构（11）之间的电连接，并且其中，所述接触插塞（107）的一部分突出超过所述台面（101、102）的横向边界（101-1、102-1）。


2.根据权利要求1所述的功率半导体器件（1），其中，所述控制电极（131）由具有竖直层厚度（T1）的导电层形成。


3.根据权利要求2所述的功率半导体器件（1），其中，所述接触插塞（107）的水平宽度（W2）至少相当于所述台面（101、102）的水平宽度（W1）与所述竖直层厚度（T1）的两倍之和。


4.根据权利要求2或3所述的功率半导体器件（1），其中，所述竖直层厚度（T1）等于或小于所述台面（101、102）的台面高度（H）的三分之一，和/或其中所述竖直层厚度（T1）等于或大于所述台面（101、102）的水平宽度（W1）。


5.根据权利要求2至4中任一项所述的功率半导体器件（1），其中，所述导电层（131）的竖直侧壁通过栅极氧化物（1334）与所述台面（101、102）分开。


6.根据权利要求5所述的功率半导体器件（1），其中，将所述导电层（131）与所述台面（101、102）分开的所述栅极氧化物（1334）的部分的竖直延伸（H2）等于或小于所述台面（101、102）的台面高度（H）的一半，和/或其中将所述导电层（131）与所述台面（101、102）分开的所述栅极氧化物（1334）的所述部分的竖直延伸（H2）等于或大于所述台面（101、102）的水平宽度（W1）的两倍。


7.根据权利要求2至6中任一项所述的功率半导体器件（1），包括布置在所述导电层（131）下方的底部氧化物（1331），其中，所述底部氧化物（1331）具有竖直延伸（H1），所述竖直延伸（H1）等于或小于所述台面（101、102）的台面高度（H）的三分之一和/或等于或大于所述台面（101、102）的水平宽度（W1）。


8.根据权利要求2至7中任一项所述的功率半导体器件（1），包括布置在所述导电层（131）上方的顶部绝缘结构（1332），其中，在所述接触插塞（107）与所述控制电极（131）的上端之间，所述顶部绝缘结构（1332）具有竖直延伸（H3），所述竖直延伸（H3）等于或小于所述台面（101、102）的台面高度（H）的三分之一和/或等于或大于所述台面（101、102）的水平宽度（W1）。


9.根据前述权利要求中任一项所述的功率半导体器件（1），其中，所述接触插塞（107）包括被布置成与所述第一负载端子结构（11）接触的硅化接触部分（1071）。


10.根据前述权利要求中任一项所述的功率半导体器件（1），其中，所述接触插塞（107）的一部分邻近所述台面（101、102）横向延伸，以便在所述接触插塞与所述台面（101、102）之间形成横向接触（C）。


11.根据前述权利要求中任一项所述的功率半导体器件（1），其中，所述控制电极（131）包括多晶硅，并且其中，所述控制电极（131）包括硅化控制电极部分（1311）。


12.根据前述权利要求中任一项所述的功率半导体器件（1），其中，所述台面（101、102）由绝缘结构（1331、1332、1334）空间地限制在与所述台面（101、102）中的负载电流的电流流动方向（Z）垂直的方向（X）上，并且在所述方向（X）上呈现小于100nm的总延伸（DX...

【专利技术属性】
技术研发人员：HJ特斯，S勒施，M普罗布斯特，T里希特，O施托尔贝克，
申请(专利权)人：英飞凌科技德累斯顿公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE